Вращательная КП
 |
 |
|
| в палитре | на схеме |
Блок предназначен для моделирования вращательной кинематической пары, соединяющей две системы координат многозвенного механизма. Кинематическая пара (КП) имеет одну вращательную степень подвижности (обобщенную координату). Система координат, подключенная к порту "1" считается базовой системой координат кинематической пары. Направление оси вращения задается в свойствах блока. Вращение отсчитывается как поворот системы координат, подключенной к порту "2", относительно системы координат, подключенной к порту "1".
Функционирование блока возможно в трех режимах:
- Решение прямой задачи динамики – вычисляются обобщенные координаты, скорость и ускорение
при заданном моменте (обобщенной силе) в кинематической паре. В данном режиме возможно подключение блока к блокам библиотеки Механика. В этом случае:
- Порт "C" формирует одномерную неподвижную заделку вращательного движения: на этот порт подается нулевые угол поворота, скорость и ускорение вращения.
- Порт "R" формирует одномерное вращение звеньев многозвенного механизма относительно друг друга: с этого порта считывается значение момента (обобщенной силы) в кинематической паре и на этот порт подаются угол поворота, скорость и ускорение вращения звена "2" относительно звена "1".
- Решение обратной задачи динамики – вычисляется момент (обобщенная сила) в кинематической паре, необходимый для движения многозвенного механизма с заданными обобщенными координатой, скоростью и ускорением.
- Решение прямой задачи кинематики - кинематическая пара движется с заданными обобщенными
координатой, скоростью и ускорением, а момент (обобщенная сила) в кинематической паре не
вычисляется. Данный режим требует меньше вычислительных ресурсов, чем решение обратной
задачи динамики.
В последних двух режимах возможно автоматическое вычисление задаваемых обобщенных скорости и ускорения. В этом случае входные порты "vel" и "acc" могут быть скрыты в зависимости от значений свойств блока.
Блок рассчитывает значения приведенного момента инерции механизма и приведенного крутящего момента от действия внешних сил и моментов без учета крутящего момента в кинематической паре (обобщенной силы). В случае открытой кинематической цепи будут учитываться все инерции, внешние силы и моменты, расположенные в продолжении кинематической цепи данной кинематической пары. При наличии в механизме замкнутых кинематических цепей в расчете будут учтены только инерции, внешние силы и моменты, расположенные до места разрыва замкнутой кинематической цепи.
Входные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| pos | Задаваемый угол поворота, рад (порт доступен только в режимах "Обратная задача динамики" и "Прямая задача кинематики") | Математическая |
| vel | Задаваемая скорость вращения, рад/с (порт доступен только в режимах "Обратная задача динамики" и "Прямая задача кинематики") | Математическая |
| acc | Задаваемое ускорение вращения, рад/с2 (порт доступен только в режимах "Обратная задача динамики" и "Прямая задача кинематики") | Математическая |
| f | Задаваемый момент в сочленении, Н·м (порт доступен только в режиме "Прямая задача динамики") | Математическая |
Выходные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| pos | Рассчитанный угол поворота, рад (порт доступен только в режиме "Прямая задача динамики") | Математическая |
| vel | Рассчитанная скорость вращения, рад/с (порт доступен только в режиме "Прямая задача динамики") | Математическая |
| acc | Рассчитанное ускорение вращения, рад/с2 (порт доступен только в режиме "Прямая задача динамики") | Математическая |
| f | Рассчитанный момент в сочленении, Н·м (порт доступен только в режиме "Обратная задача динамики") | Математическая |
| C | Порт для подключения блоков библиотеки Механика к неподвижной части сочленения (порт доступен только в режиме "Прямая задача динамики" при задании момента через механический порт) | Механическая вращательная |
| R | Порт для подключения блоков библиотеки Механика к вращающейся части сочленения (порт доступен только в режиме "Прямая задача динамики" при задании момента через механический порт) | Механическая вращательная |
Ненаправленные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| 1 | Порт для подключения системы координат многозвенного механизма | Механика 3D |
| 2 | Порт для подключения системы координат многозвенного механизма | Механика 3D |
Свойства
| Название | Имя | Описание | По умолчанию | Тип данных |
|---|---|---|---|---|
| Направление оси вращения | AxisDirection | Ось вращения кинематической пары в базовой системе координат ("X"/"Y"/"Z") | Z | Перечисление |
| Режим функционирования | ActuationType | Указывает, в каком режиме функционирует кинематическая пара ("Прямая задача динамики"/"Обратная задача динамики"/"Прямая задача кинематики") | Прямая задача динамики | Перечисление |
| Способ задания момента в сочленении | ForceInputType | Указывает, каким образом задается в кинематической паре ("Через математический порт"/"Через механический порт") (свойство доступно только в режиме "Прямая задача динамики") | Через математический порт | Перечисление |
| Способ задания скорости вращения | VelocityInputType | Указывает, каким образом задается обобщенная скорость в кинематической паре ("Вычислять автоматически"/"Задавать вручную") (свойство доступно только в режимах "Обратная задача динамики" и "Прямая задача кинематики") | Задавать вручную | Перечисление |
| Способ задания ускорения вращения | AccelerationInputType | Указывает, каким образом задается обобщенное ускорение в кинематической паре ("Вычислять автоматически"/"Задавать вручную") (свойство доступно только в режимах "Обратная задача динамики" и "Прямая задача кинематики") | Задавать вручную | Перечисление |
| Начальные условия | Группа свойств, задающих начальные условия | |||
| Начальное значение угла поворота, рад | InitialGeneralizedCoordinates | Начальное значение обобщенной координаты кинематической пары (свойство доступно только в режиме "Прямая задача динамики") | 0 | Вещественное |
| Начальное значение скорости вращения, рад/с | InitialGeneralizedVelocities | Начальное значение обобщенной скорости кинематической пары (свойство доступно только в режиме "Прямая задача динамики" и в режимах "Обратная задача динамики" и "Прямая задача кинематики" при автоматическом вычислении скорости) | 0 | Вещественное |
| Начальное значение ускорения вращения, рад/с2 | InitialGeneralizedAccelerations | Начальное значение обобщенного ускорения кинематической пары (свойство доступно только в режимах "Обратная задача динамики" и "Прямая задача кинематики" при автоматическом вычислении ускорения) | 0 | Вещественное |
Параметры
| Название | Имя | Описание | Тип данных |
|---|---|---|---|
| Угол поворота, рад | GeneralizedCoordinates | Текущее значение обобщенной координаты кинематической пары | Вещественное |
| Скорость вращения, рад/с | GeneralizedVelocities | Текущее значение обобщенной скорости кинематической пары | Вещественное |
| Ускорение вращения, рад/с2 | GeneralizedAccelerations | Текущее значение обобщенного ускорения кинематической пары | Вещественное |
| Момент в сочленении, Н·м | GeneralizedForces | Текущее значение обобщенной силы кинематической пары | Вещественное |
| Приведенный момент инерции, кг·м2 | ReducedInertia | Текущее значение приведенного момента инерции | Вещественное |
| Приведенный момент внешних сил, Н·м | ReducedExtForce | Текущее значение приведенного момента внешних сил и моментов без учета обобщенной силы кинематической пары | Вещественное |
Примеры
Примеры использования блока: